Внешность кошек зависит от набора хромосом. Новейшие технологии позволяют не только узнать, как появился тот или иной окрас или порода, какой ген отвечает за определенный признак, как скрещивать кошек для получения более красивых и утилитарных экземпляров, но и создавать полностью новые признаки, которые несвойственны животному в условиях дикой природы.
Генетика
Понятие хромосомы очень трудно раскрыть без базовых знаний генетики.
Геном — набор генетической информации об организме. При детальном рассмотрении он обнаруживается практически в любой клетке. Самым большим вместилищем знаний о строении различных частей клетки является хромосома, которая представляет собой особую структуру клеточного ядра. Остальная часть генома (37 генов) хранится вне ядра. Хромосома является не чем иным, как сложно устроенным ансамблем дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков.
Свойства хромосом, такие как форма, количество и строение, индивидуальны и постоянны для определенного вида и являют собой хромосомный видовой набор. Половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки) содержат гаплоидный (одинарный) набор хромосом. В свою очередь, оставшиеся клетки организма диплоидны (имеют двойной набор хромосом). Каждая хромосома имеет свою пару. Эти пары называются гомологами.
Набор хромосом домашней кошки составляет 19 пар. Восемнадцать из них является полными гомологами (аутосомы). Девятнадцатая пара половых хромосом либо одинаковыми ХХ (у самки), либо Х и Y (у самца).
Геном кошки состоит из 38 хромосом.
Наличие одинарного набора хромосом в половой клетке необходимо для передачи признаков от обоих родителей. Это способствует развитию неидентичности животных, появлению новых признаков и свойств и, как и мутация, служит материалом для естественного отбора.
Половые клетки проходят этапы развития, которые не схожи с этапами обычных (соматических) клеток. В них присутствует мейоз вместо митоза и происходит рекомбинация генов. В результате деления, идущего в два этапа, образуется не две, а четыре клетки с одинарным набором хромосом.
Каждая смена поколений знаменуется перераспределением отцовских и материнских хромосом, поэтому справедливо говорить и о генетической информации, хранящейся в них.
ДНК
Генетическая информация хранится в макромолекуле ДНК, которая состоит из следующих органических соединений:
- Тимин.
- Цитозин.
- Аденин.
- Гуанин.
Эти «кирпичики» состоят из дезоксирибозы, азотистого основания и фосфатного остатка. Каждое отдельное сочетание называют нуклеотидом.
Ген
Из «кирпичиков» строится «стена», которую и называют геном. Обсуждение этого понятия является неотъемлемой частью современной жизни. О нем можно услышать с телеэкрана, от знакомых или прочитать в любом журнале. Генномодифицированные продукты используют как средство запугивания. Но большинство людей даже не догадывается, о чем говорят.
Ген является участком ДНК, который отвечает за реализацию определенного признака путем кодирования белка. Жиры и углеводы в общих чертах схожи у большинства животных. Особенность заключается именно в последовательности аминокислот в первичной структуре белка, которая, в свою очередь, зависит от порядка нахождения «кирпичиков» в «стене».
Аллель — форма существования генов. Именно от наличия определенного аллеля в геноме будет зависить то, каким именно образом проявится признак. Проще увидеть все на примере. Ген «А» отвечает за окрас шерсти. Его доминантная (подавляющая) форма опосредует черный цвет, а рецессивная (подавляемая) белый. Если отец или мать передадут коту хотя бы один доминантный аллель, то кот будет черным. Наличие гомозиготных (с двумя аллелями одного типа) рецессивных животных очень редко, и они ценятся человеком больше.
Выведение новых пород
Многообразие кошек удивляет. Оно является основой для деятельности человека во многих отраслях и направлениях.
Еще задолго до открытия в 1956 году лауретами Нобелевской премии Уотсоном и Криком структуры ДНК люди эмпирически разработали основы генетики. Они начали выбирать тех особей, признаки которых нравились им больше всего. Скрещивая похожих животных, они добились исключения из генотипа определенных признаков (необычного рисунка, цвета глаз, наличия ярких пятен, белой, черной, голубой и даже красной шерсти, а порой и ее отсутствия). Эти опыты и дали дорогу тем признакам, которые стали визитными карточками известных сегодня пород:
- Мейн-кун (Северо-восток Америки).
- Русская голубая (Англия и Россия).
- Персидская кошка (Персия).
- Английская (британская) кошка (Великобритания).
- Абиссинская короткошерстная (Египет).
- Рэгдоллы (Калифорния).
- Сфинкс (Канада, Мексика, Америка, Индия).
- Экзотическая короткошерстная (США).
Научный вклад
Научные объяснения этих закономерностей были раскрыты позже. Более того, работа ведется до сих пор. Одни из первых результатов по расшифровке генома кошки появились в 2007 году. На данный момент удалось расшифровать 65% всех генов. Ученые пришли к выводу, что числовое значение количества выявленных генов кошки равно 20285. Это говорит о том, что примерный размер общего фонда генов кошки равен тридцати тысячам.
Кошки очень наглядно иллюстрируют законы генетики. Их большое количество, расселенность, различие форм и окрасов приводит к пониманию и расшифровке законов генетики. Созданы целые карты генов кошек.
Историческое развитие
Весьма интересные и неожиданные результаты дало сравнение генетического состава хромосом кошки и других млекопитающих. Оказалось, что кошка, как и человек, довольно незначительно перестроила свои хромосомы за 80–90 млн лет эволюции от общего предка.
В это сложно поверить, но кошка филогенетически (в процессе исторического развития) очень близка к лошади. Ведь общий предок лошади и кошки жил позже, чем общий предок лошади и коровы. Кошка домашняя выделилась в отдельный вид приблизительно 5 млн лет назад.
Несмотря на то что генетический материал остается неизменным в макроэволюционном контексте, кошачьи оказались чемпионами среди млекопитающих по частоте генетической рекомбинации — перераспределения генов путем обмена участками парных хромосом. Рекомбинацию можно назвать важнейшим поставщиком новых сочетаний генов, которые являются основой для естественного отбора, микро- и макроэволюционных процессов.
Искусственный отбор
Существует множество вопросов по поводу селекции животных. Один из них задала в 2001 году впервые клонированная кошка, метко названная CC (Carbon Copy) или, по-русски, Копиркой. При наличии идентичного генетического материала, у Копирки не было пятен, украшавших оригинал. Ученые уклончиво связали это с индивидуальными особенностями развития. Также было известно, что клонированные животные не живут долго. И тут ученых ждал сюрприз: кошка прожила более 8 лет и родила трех котят.
Эстафету подхватили корейцы, впервые клонировавшие кошку в 2004 году. На этом они не остановились. Путем изменения генетической структуры фибробласта, с последующим извлечением ядра и помещением его в яйцеклетку, им удалось создать котят, которые светились красным цветом. Это получилось благодаря открытому ими флуоресцентному белку.
Кошка является важной частью жизни человека, поэтому этот вид требует особого внимания.
Изучение кошек очень перспективно с точки зрения биологии, генетики и даже медицины. Кошки могут использоваться для моделирования различных патологических процессов, что впоследствии может спасти человеческие жизни. В силу тесного контакта с человеком кошки находятся под чутким надзором паразитологов и микробиологов.
